太阳能光伏阵列之间的间距怎么计算
原则是
冬至日当天 9:00 至 15:00,光伏阵列不会相互遮挡,一般按以下方式确定最小间距。首先按式(1)和式(2)计算出太阳高度角α和方位角β[3]。
sinα = sinφ sinδ + cosφ cosδ cosω (1)
sinβ = cosδ sinω/cosα(2)
式中:φ为纬度,δ为太阳赤纬角,冬至日为-23.5°;ω为时角,9:00 时角为 45°。然后由式(3)确定阵列间距:
D=cosβ×H/tan(α) (3)
式中:D为阵列间距;H 为阵列高度,阵列高度为:H =组件长度×sin(最佳倾角)
一般为南北方向安装 南北方向 前后排间距
间距D 等于 0.707H/tan[arcsin(0.648cosΦ-0.399sinΦ)]
其中 H 是前排高度 Φ 为 当地纬度
如果等加范围时间,将会增加方阵倾斜角度,从占地面积以及阵列支架尺寸上来说是不划算的。
8点-9点和3点-4点这个区间来说,增加阵列倾斜角度,对光伏系统总发电量来说,影响不大。大约能提高1%左右。
阵列支架升高,造成前后排阵列间距的增加,会浪费相当大的土地面积。
阵列支架升高,同时会造成钢材使用量的增加。
考虑整体投资收益,不建议将阵列倾角抬高,可适当根据当地气象数据,降低阵列倾角。
降低阵列倾角可增加散射光的辐射量,减少支架钢材使用量,以及减少了土地使用量。
计算公式
D=cosA×H / tan[arcsinsin∅sinδ+cos∅cosδcosω]
D为 遮挡物间距
A为太阳方位角
∅为纬度(在北半球为正、在南半球为负)deg
δ为赤纬角-23。27”
H为方阵上下高边差
ω为时角
光伏电站占地面积与纬度和地形有关,我国纬度跨度比较大,从北纬3度52分最南端的南海南沙群岛上的曾母暗沙(附近)到北纬53度33分漠河以北黑龙江主航道(漠河县)。经过专家的多次论证,综合分析可以利用的陆地资源进行光伏集中布局发电的具体区域,最终确定本用地指标的可用纬度范围定为北纬18°~50°之间。在具体计算过程中,为避免纬度距离太远,计算的数据不利于使用,所以从纬度20°以上,每间隔5°作为一个计算的基本点。在纬度的划分上共分了8个纬度进行计算,在表格中列出相应的控制数据。
对于项目所在地具体纬度在表格以外的,在计算光伏发电站用地指标时,可以在表格内找到相对应的纬度区间,利用线性插值法进行计算。
例如:组件全面积效率14%,Ⅰ类地形区固定式10MW发电站,升压等级为10kv,在纬度30°的单位MW占地为17.089公顷,纬度35°时为20.425公顷,求纬度32度时单位MW占地面积。公式如下:
用地面积=A+(B-A) × (c-a) /b
A:表中光伏发电站相同发电效率相邻区间低纬度用地面积。
B:表中光伏发电站相同发电效率相邻区间高纬度用地面积。
a:表中光伏发电站相同发电效率相邻区间低纬度的度数数值。
b:光伏发电站所在纬度区间中高纬度和地纬度之间的差值(一般情况下差值是5,只有项目所在地在18°至20°之间的,差值是2)。
c:光伏发电站所在地纬度的度数数值。
将A=17.089,B=20.425,b=35-30=5,c=32°,a=30°带入公式
占地面积=17.089+(20.425-17.089)×(32-30)/5 = 18.433公顷
同理,在两个发电效率之间的光电转换效率也可采用此线性插值法计算。
扩展资料:
光伏发电站工程项目用地总体指标
光伏发电站工程项目用地总体指标包括光伏方阵、变电站及运行管理中心、集电线路用地和场内道路的用地面积。
光伏发电站工程项目用地总体指标按光伏组件的全面积效率、安装所在地纬度、所在地形区类别、光伏方阵安装排列方式及不同升压等级计算确定。
光伏发电站工程项目用地总体指标按Ⅰ类地形区、Ⅱ类地形区、Ⅲ类地形区分别编制。Ⅰ类地形区是指地形无明显起伏,地面自然坡度小于或等于3°的平原地区;Ⅱ类地形区是指地形起伏不大,地面自然坡度大于3°但小于或等于20°,相对高差在200m以内的微丘地区;Ⅲ类地形区是指地形起伏较大,地面自然坡度大于20°,相对高差在200m以上的重丘或山岭地区。光伏发电站工程项目处于两个或两个以上地形区时,应根据不同地形区分别计算建设用地规模,再累计得出总用地规模。
光伏方阵排列安装的主要形式包括:固定式、平单轴跟踪式、斜单轴跟踪式、双轴跟踪式。
用地面积=10MW光伏方阵用地面积×(实际总装机容量/10MW)
不同纬度用地面积计算公式为:
用地面积=A+(B-A)×(c-a)/b
A:表中光伏发电站相同发电效率相邻区间低纬度用地面积。
B:表中光伏发电站相同发电效率相邻区间高纬度用地面积。
a:表中光伏发电站相同发电效率相邻区间低纬度的度数数值。
b:光伏发电站所在纬度区间的差值。
c:光伏发电站所在地纬度的度数数值。
1、光伏方阵用地指标
光伏方阵用地包括组件用地、逆变器室及箱变用地、方阵场内道路用地等。
光伏方阵用地指标公式法计算公式如下:
光伏方阵面积:S=D×K
其中:D=(L×cosZ)+(L×sinZ)×(0.707tanφ+0.4338)/(0.707-0.4338tanφ)
S:光伏方阵面积
D:光伏方阵间距
K:光伏方阵横向长度
L:光伏方阵纵向宽度
Z:光伏方阵倾角
φ:光伏方阵所在当地纬度
采用跟踪式安装排列的光伏方阵用地指标,应按阴影最长时间点计算南北向和东西向光伏方阵的最大占地面积。
2、变电站及运行管理中心用地指标
变电站及运行管理中心用地为永久用地,包括变电站用地和生活服务设施用地。
变电站用地包括生产建筑用地和辅助生产建筑用地。生产建筑用地包括升压设备、变配电设备、变电站控制室(升压设备控制、变配电设备控制、其他设备控制)用地;辅助生产建筑用地包括光伏发电站中控室、计算机室、站用配电室、电工实验室、通信室、库房、办公室、会议室、停车场等设施用地。
生活服务设施用地包括职工宿舍、食堂、活动中心等设施用地。
3、集电线路用地指标
光伏发电站集电线路用地指标是指光伏发电站项目区内集电线路用地。
4、场内道路用地指标
光伏发电站场内道路用地是指除光伏方阵场内道路外的其他连接道路。道路的宽度应能满足光伏发电站项目建设及生产期内通往场、站等设施的各类型的车辆安全通过。
参考资料:国土资源部关于发布《光伏发电站工程项目用地控制指标》的通知
(一)光伏阵列朝向
光伏阵列正向赤道是其获得最多太阳辐射能的主要条件之一。一般情况下,方阵朝
向正南(即方阵垂直面与正南的夹角为0°)。
1、 不同朝向与倾角安装的太阳电池的发电量比较(见图示):
假定向南倾斜最佳倾角安装的太阳电池发电量为100,则其它朝向全年发电量均有不同程度的减少。
2、光伏组件安装方向应一致,朝向正南,有利于最大收集太阳辐射。
(二)光伏阵列倾角
在并网发电系统中,光伏阵列相对于水平面的倾斜角度一般应该按照使阵列获得全年最多太阳辐射能的设计原则。根据当地的地理位置及气象环境,可计算得出最佳的安装角度。对于光电建筑示范项目,也应充分靠考虑建筑美观性。
(三)遮挡计算
1)、应当避免遮挡:
对于晶体硅太阳电池组件,很小的遮挡就会引起很大的功率损失,对于整个电站来说,如果过多组件有遮挡,系统直流电压会大幅度衰降,不能达到并网设备最低的起动电压要求,造成实际不发电。
2)、太阳电池方阵间距计算:
按照标准公式计算间距:
当光伏电站功率较大,需要前后排布太阳电池方阵,或当太阳电池方阵附近有高达建筑物或树木的情况下,需要计算建筑物或树木的阴影,以确定方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。
一般确定原则:冬至当天早9:00至下午3:00 太阳电池方阵不应被遮挡。
计算公式如下:
太阳高度角的公式:sina = sinf sind+cosf cosd cosw
太阳方位角的公式:sinβ = cosd sinw/cosa
式中:f为当地纬度;
d为太阳赤纬,冬至日的太阳赤纬为-23.5度;
w为时角,上午9:00的时角为45度。
D= cosβ×L,L = H/tana,a = arcsin (sinf sind+cosf cosd cosw)
(四)光伏组件串联数量的设计依据
逆变器在并网发电时,光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制,以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。
在设计光伏组件串联数量时,应注意以下几点:
1、接至同一台逆变器的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。
2、需考虑光伏组件的最佳工作电压(Vmp)和开路电压(Voc)的温度系数,串联后的
光伏阵列的Vmp 应在逆变器MPPT范围内,Voc应低于逆变器输入电压的最大值。
太阳电池结温和日照强度对太阳电池输出特性的影响,